Способ управления режимом в дуговой сталеплавильной печи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) (11) О А 1 1)5 Н 05 В 7/14 Т ОБ И САНИ К С С) ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования(56) Авторское свидетельство СССРМ 1003389, кл. Н 05 В 7/00, 1981.Еестгоааппе, 1987, В(, РеЬгиаг, з.33-35. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ В ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является снижение тепловой нагрузки на стены печи путем повышения степени экранирования дуг, В процессе плавки измеряют электрические Изобретение относится к электротермии, в частности к управлению технологическими процессами производства стали, например в дуговых сталеплавильных печах или при ковшовой обработке стали.Целью способа является снижение тепловой нагрузки на стены печи путем увеличения степени экранирования дуг,На фиг.1 и 2 изображены диаграммы зависимости измеряемых электрических параметров печи и параметров положения перемещения электродов - текущего 1 ц и фиксированного ЫДля.получения стали заданного качества в дуговой печи или ковше необходимо произвести доводку полупродукта по химическому составу и температуре, Для этого параметры в электродах, перемещают их, оценивают степень экранирования дуг и вводят вспенивающие шлак материалы, причем степень экранирования дуг определяют как разность текущего положения электрода и верхнего уровня шлака, в случае, когда разность отрицательна, перемещают электрод вниз, до тех пор, пока разность не будет положительна при одновременном контроле тока, и если ток превышает заданный, перемещение электродов прекращают и вводят в печь очередную прцию вспенивающих материалов, при этом верхний уровень шлака определяют как среднее арифметическое двух положений электродов, одно из которых зафиксировано Я в момент появления эл.сигнала, а второе - предыдущее первому, при отсутствии эл.сигнала, 2 ил. требуется частое взятие проб мателла и замер температуры, а следовательно, обрыв дуг и их зажигание. Во время доводки расплавленного металла дуги ничем не закрыты и мощное излучение от них падает на стены печи или ковша, что приводит к их быстрому износу, Поэтому для защиты стен используют шлаки, покрывающие жидкий металл, которые дополнительно вспенивают, добавляя специальные материалы, Толщина шлакового слоя, а следовательно, и его верхний уровень время от времени, могут изменяться, поэтому поддержание режима "закрытых дуг" требует большого внимания и опыта обслуживающего персонала. Для упрощения этого периода предлагается способ его автоматизации, 17007805 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При зажигании дуг на электроды подают определенную мощность. В этот момент фазные напряжения на них равныпаспортным значениям напряжения соответствующей ступени печатного трансформатора, а токи равны нулю, В процесседоводки металла постоянно измеряютсяэлектрические параметры электродов,сравнивают их с заданными и определяютположение электродов. Так как концы электродов могут быть расположены на разныхрасстояниях от верхнего уровня шлака, тоодин из электродов достигнет поверхностишлака первым, тогда его фазное напряже. ние оезко уменьшится, а ток останется равным нулю,При этом, если фазное напряжениеуменьшится ниже 10% паспортного значения, что определяется по изменению знакарассогласования по напряжению, положение этого электрода фиксируется и запоминается (01), соответственно фиксируется и1зайоминается его предыдущее положение(01 ) и определяется среднее арифметиче 10 + о 111ское значение этих величин 01 -что соответствует верхнему уровн 1 а шлакадля данного электрода, относительно которого в дальнейшем определяется степеньэкранирования дуг, Одновременно с этимиизмерениями и расчетами происходит дальнейшее опускание двух других электродов(фиг.1 а),При касании шлака хотя бы одним изних в электрической цепи появляется электрический ток, соответствующий еще беэдуговому режиму, Как только ток становитсябольше 5 тока короткого замыкания дляданной ступени напряжения, что определяется по изменению знака рассогласованияпо току, фиксируется и запоминается положение этого и другого элеткродов (02; 0 з),1,Используя значения предыдущих положений (о 2 , оз ), которые определяются ди 11, 11ск рет ностью измерений, дл я н их та к жеопределяют верхний уровень шлака (о 2; оз),которые запоминаются памятью системыуправления.В случае, если одновременно коснутсяшлака хотя бы два электрода, указанноеуменьшение напряжения не наблюдается,В этом случае верхний уровень шлака длявсех электродов определяется по току(фиг,2),Таким образом, когда дуги зажглись длякаждого электрода, определен верхний уровень шлака, Электроды при этом совершают около него колебательное движение, т,е.имеют изменение текущего попожения 1,Теперь для каждого электрода определяется степень экранирования дуг, в виде разности (т 1-01). Таким образом, если текущее положение электоодов Ь 1, больше соответствующего зафиксированного верхнего уровня От, разность положительна, а следовательно дуги экранированы шлаком. Если же текущее положение какого-либо электрода меньше зафиксированного для него верхнего уровня, разность отрицательна, а следовательно электрод находится выше уровня шлака и дуга частично экранирована. Для исключения этого электрод опускают, ток увеличивают, Ток и изменение знака указанной разности постоянно контролируют. Как только разность текущего и зафиксированного положения станет положительной, перемещение электрода прекращают. Если знак разности не изменяется, а ток возрастает до 800 тока короткого замыкания для данной ступени напряжения, вводят очередную порцию вспенивающего шлак материала,Способ реализован на дуговой печи ДСПОИб под управлением вычислительного комплекса,Определение положения электродов в период процесса доводки металла. На ДСП применен гидравлический регулятор АРДГ, обеспечивающий скорость перемещения электродов, равную 10 м/с, Для получения необходимой точности определения верхнего уровня шлака 01, после разрыва дуг, каждые 0,2 с измеряют ток в электродах, фазное напряжение и перемещение электродов тП р и м е р 1. Диаграмма фиг.1 а соответствует изменениям измеряемых величин для первого электрода, а фиг.1 б - для второго. В виду аналогичности характера поведения третьего электрода его диаграмма не приводится. Печь работает на одиннадцатой ступени напряжения печного трансформатора с 0=259 В.На участке А электроды опускают для зажигания дуг, Первый электрод первым коснулся шлака, об этом свидетельствует уменьшение его фазного напряжения до 20 В. В этот момент зафиксировано положение электрода о 1 =2140 мм, Предыдущее из 1медленное положение электрода равно 01 =2120 мм (до уменьшения напряжения), Таким образом, в системе сразу же определяется и запоминается верхний уровень шлака для первого электрода, который соответствует 01=-2130 мм, Электрод при этом может продолжать опускаться (в зависимости от настройки регулятора). Токи всех электродов оавны нулю. Когда второй электрод достигает шлака, в его цепи возникаетэлектрический сигнал, равный 7 кА. В этот момент зафиксировано положение электрода о 2 =2590 мм, а его предыдущее изме 1ренное положение, соответствующее безтоковому режиму, равно 02 =2570 мм,Следовательно, определяется верхний уровень шлака второго электрода ор=2580 мм, Аналогично определено аз=2530 мм, После появления слабых токов электроды незначительно еще перемещаются вниз, при этом ток резко возрастает, наступает пробой и дуги зажигаются. Участок В соответствует горению дуг в шлаке, при этом разность между текущим положением электродов т и их верхним уровнем шлака о положительна. На участке С разность положений т и ьч отрицательна, что соответствует горению дуг над шлаком. Как только зафиксирован этот факт, система сразу же срабатывает и дает команду на опускание электродов, в результате чего контролируемая разность стала положительной, а дуги экранированы.П р и м е р 2. Процесс зажигания дуг после очередного взятия пробы и замера температуры металла, При этом включена четырнадцатая ступень трансформатора с 0=2290. В этом случае, два электрода коснулись шлака одновременно и поэтому уменьшения напряжения не зафиксировано. На первом электроде зафиксированы о = 2256 мм при токе равном 6 кА, о =2240 мм, следовательно верхний уровень шлака О =2248 мм.На втором электроде о 2 =2630 мм притоке 7 кА, 02 =2610 мм верхний уровеньшлака составил о 2=2620 мм, а для третьего электрода оз=2262 мм. Период открытых дуг, когда разность отрицательна, возникает на участке В. Система срабатывает и опускает электроды (участок С). В дальнейшем токи достигают значения 80 6 1 з. (45 кА) и экранирование дуг производят введением добавок (200 кг окатышей + 40 кг кокс),Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: определение верхнего уровня позволяет постоянно контролировать положение электрода около не 40 5 10 152025 3035 го и немедленно управлять его опусканием или добавкой вспенивающих материалов. что приводит к горению дуги в шлаке и увеличению стойкости стен печи. Кроме того, это позволяет экономить расход электроэнергии, а также повысить производительность печи и выход годного за счет максимального использования вводимой мощности на нагрев металла.Формула изобретения Способ управления режимом в дуговой сталеплавильной печи, при котором измеряют текущие значения тока и напряжения в каждой фазе печи, сравнивают их с заданными значениями, определяют рассогласования и перемещают электроды, периодически определяют и запоминают степень экраниоования дуг шлаком и добавляют шлакообразующие материалы, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью снижениятепловой нагрузки на стены печи путем увеличения степени экранирования дуг, дополнительно задают поооговое значение тока, определяют текущее положение каждого электрода и верхний уровень шлака, а степень экранирования дуг шлаком рассчитывают как их разность, при этом верхний уровень шлака определяют как среднее арифметическое двух положений электрода, первсе из которых соответствует переходу знака рассогласования между текущим и заданным значениями тока от отрицательного к положительному, а в случае отсутствия тока, - положению электрода, соответствующему переходу знака рассогласования между текущим и заданным значениями напряжения от положительного к отрицательному, а второе - предыдущему запомненному значению положения электрода, полученное значение степени экранирования дуг шлаком сравнивают с заданным, определяют рассогласование, в случае, если рассогласование положительно, перемещают электрод вниз, одновременно сравнивая текущее значение тока с пороговым, и припревышении текущего значения над пороговым, останавливают электрод и подаютшлакообразующий материал,Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5